圓形塔式立體車庫(kù)的設(shè)計(jì)

德州學(xué)院汽車工程學(xué)院 張雨生 楊合利

圓形塔式立體車庫(kù)的設(shè)計(jì)

德州學(xué)院汽車工程學(xué)院 張雨生 楊合利

針對(duì)停車難的問題，本文介紹了一種立體車庫(kù)—圓形塔式立體車庫(kù)，在解決停車位短缺的問題上可以發(fā)揮很大的作用。本文重點(diǎn)介紹了圓形塔式立體車庫(kù)發(fā)展的必要性，立體車庫(kù)的優(yōu)缺點(diǎn)和工作原理，以及各系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等?？陀^地展現(xiàn)了圓形立體車庫(kù)的優(yōu)勢(shì)和未來廣泛應(yīng)用的美好前景。

圓形塔式立體車庫(kù)；優(yōu)缺點(diǎn)；組成及工作原理；各系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1 引言

自改革開放以來，中國(guó)的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，國(guó)民經(jīng)濟(jì)收入明顯提高，生活越來越好，汽車等商品逐漸成為了大眾化消費(fèi)品。在汽車保有量快速增長(zhǎng)的同時(shí)，卻也帶來了一系列的問題。首先，車輛的快速增長(zhǎng)促使環(huán)境面臨了巨大挑戰(zhàn)；其次，車輛的快速增長(zhǎng)和滯后的停車設(shè)施之間的矛盾日益尖銳。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2007年的汽車保有量為0.57億輛，截至到2015年汽車保有量已達(dá)到驚人的1.72億輛，躍居世界第二，在不到十年間數(shù)量就增加了兩倍，增長(zhǎng)速度如此之快，無人企及。國(guó)家發(fā)改委曾經(jīng)透露，目前我國(guó)大城市小汽車與停車位的平均比例約為1:0.8，中小城市約為1:0.5，而發(fā)達(dá)國(guó)家約為1:1.3。隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展，我國(guó)需要建設(shè)的停車位規(guī)模越來越大，目前我國(guó)停車位缺口超過5000萬(wàn)個(gè)。停車難已嚴(yán)重影響了人們的生活，在這樣的背景下，建造立體車庫(kù)就顯得尤為重要。

2 圓形塔式立體車庫(kù)的優(yōu)缺點(diǎn)

與傳統(tǒng)地面停車場(chǎng)相比，立體車庫(kù)節(jié)省空間是其最大的優(yōu)點(diǎn)，其空間利用率高，車位密度大，其次投資成本相對(duì)于地下車庫(kù)的建造費(fèi)用更低，并且立體車庫(kù)的自動(dòng)化程度很高，安全性也有很高的保障。此外對(duì)駕駛員的要求也降低了不少，不需要倒車入庫(kù)或者側(cè)方位停車，只要把車停到指定位置就可以了。

但立體車庫(kù)也有其缺點(diǎn)，首先在上下班的高峰期存取車的效率會(huì)大大降低，因?yàn)槠浯嫒≤嚨某鋈肟诤蛡鹘y(tǒng)地面停車場(chǎng)是沒法相比的，雖然建造成本較低，但后期的維護(hù)費(fèi)用卻非常昂貴，電腦設(shè)備和機(jī)械設(shè)備易發(fā)生故障。

瑕不掩瑜，立體車庫(kù)的發(fā)展勢(shì)在必行，而圓形塔形立體車庫(kù)是目前各種立體車庫(kù)中空間利用率最高的。

3 圓形塔式立體車庫(kù)的設(shè)計(jì)

3.1 圓形塔式立體車庫(kù)的組成

圖1

圓形塔式立體車庫(kù)由框架結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)和安全防護(hù)系統(tǒng)等五大部分組成，如圖1所示。每層由支撐柱、內(nèi)環(huán)載物平臺(tái)、外環(huán)載物平臺(tái)以及升降機(jī)組成。內(nèi)外環(huán)載物平臺(tái)均可做瞬時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。車庫(kù)可根據(jù)需要和技術(shù)水平設(shè)置車庫(kù)層數(shù)，一般為10～15層。外環(huán)可以設(shè)置4～6個(gè)出入口，內(nèi)環(huán)可以設(shè)置4個(gè)出入口同時(shí)進(jìn)行存取車，以提高存取車的效率。車庫(kù)既可以建在郊區(qū)也可以建在繁華的鬧市，因其建筑的獨(dú)特性，經(jīng)過裝飾后車庫(kù)還可以作為一個(gè)巨大的廣告牌，增加廣告收益。

3.2 圓形塔式立體車庫(kù)的工作原理

車輛來到車廳前，在進(jìn)出口顯示牌上可以看到剩余車位數(shù)，按下“存車”按鈕車庫(kù)大門打開，車主將車輛停到指定位置即可下車離開，在車庫(kù)外按“確定”按鈕，庫(kù)門關(guān)閉，同時(shí)彈出一張帶有條形碼的紙片，上邊寫有存車位的信息，同時(shí)也是取車的憑證，如果是長(zhǎng)期客戶操作更方便，全程刷卡完成。搬運(yùn)器夾臂將車輛夾起固定，升降機(jī)開始運(yùn)作，根據(jù)系統(tǒng)分配的存車位，相應(yīng)層內(nèi)外環(huán)旋轉(zhuǎn)載物平臺(tái)開始旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)到空位后停止，搬運(yùn)器將車輛操作到存車位，再由夾臂完成車輛交接，搬運(yùn)器返回升降機(jī)，升降機(jī)下降到車廳。

當(dāng)車主在車庫(kù)外掃描條形碼或再次刷卡后，升降機(jī)和相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)載物平臺(tái)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，升降機(jī)提升到對(duì)應(yīng)高度，由搬運(yùn)器完成車輛交接，然后升降機(jī)開始下降，升降機(jī)底座設(shè)計(jì)有旋轉(zhuǎn)部件，到達(dá)車廳后，旋轉(zhuǎn)部件旋轉(zhuǎn)180度，車頭朝外，搬運(yùn)器夾臂收起，車庫(kù)門打開，車主駕車離開，庫(kù)門關(guān)閉。

3.3 圓形塔式立體車庫(kù)各系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

立體車庫(kù)控制系統(tǒng)包括PLC控制器、變頻控制器以及檢測(cè)部分。對(duì)車輛的控制實(shí)質(zhì)是對(duì)數(shù)據(jù)的處理，我們采用了三菱FX-2N系列PLC控制器，該系列控制器可以控制16到256個(gè)點(diǎn)，操作簡(jiǎn)單，指令豐富。升降電機(jī)和旋轉(zhuǎn)電機(jī)的控制器則采用三菱公司的FR-E540變頻控制器，可使電機(jī)平穩(wěn)勻速的運(yùn)轉(zhuǎn)，降低運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噪聲。檢測(cè)部分主要由控制開關(guān)和光電信號(hào)傳感器組成。經(jīng)過對(duì)圓形塔式立體的分析，我們選用FX2N-32FR可編程序控制器模擬信號(hào)輸入情況，如圖表1所示。

升降機(jī)是系統(tǒng)動(dòng)力輸出的關(guān)鍵，車輛的上下傳遞主要由升降機(jī)來完成，因此升降機(jī)的性能尤為重要。提升系統(tǒng)使用電機(jī)連接變速箱配合鋼絲繩傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)，傳動(dòng)過程平穩(wěn)進(jìn)行。傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力由智能變頻調(diào)速電機(jī)提供，電梯的上升和下降則由電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)。并且在載重不同的情況下，PLC控制器也能使升降機(jī)平穩(wěn)勻速的運(yùn)行。

系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，均有安全防護(hù)，提升系統(tǒng)安裝了保險(xiǎn)裝置通過制動(dòng)杠桿牽制制動(dòng)模塊和制動(dòng)輪緊緊的壓在一起，防止升降機(jī)墜落。如圖2為安全裝置結(jié)構(gòu)及組成。

表1 輸入信號(hào)分配表